Радиографический неразрушающий контроль

Радиографический неразрушающий контроль (РК) – это метод, позволяющий выявить глубинные дефекты сварных соединений без их разрушения. Основой методики является способность рентгеновских лучей проходить через твердые тела. При этом волны изменяют свою интенсивность в зависимости от того, насколько сильно их поглощает материал. Если объект имеет внутренние дефекты, поглощение будет различным на разных участках. Анализ конечной интенсивности рентгеновских или гамма-лучей на выходе позволяет сделать вывод, каково строение материала, есть ли в нем сторонние включения или пустоты.

Особенности применения РК

Основным документом, нормирующим применение такого метода, является ГОСТ 7512-82. Данный стандарт устанавливает требования к приборам и оснастке для радиографического контроля (РК) и определяет дефекты, на выявление которых направлена данная методика. Это:

• трещины, поры, непроваренные места, шлаковые и другие включения в сварных соединениях;
• определение выпуклости и вогнутости корня шва, которые нельзя определить визуально;
• прожоги и подрезы, возникающие при некачественной сварке.

По результатам РК ГОСТ 23055-78 определяет 7 категорий сварных швов. Наименьшее количество трещин, пор, включений содержит первый класс, наибольшее − седьмой. При выборе такой методики следует иметь в виду, что она может выявить не все дефекты. Например, если последние имеют плоскость раскрытия, которая не совпадает с направлением пучка излучения. В этом и в других случаях, регламентированных ГОСТ 20426-82, следует выбрать другую методику.

Технология радиографического контроля

Алгоритм РК заключается в следующем. Проверяемый предмет помещают на прямой линии между источником лучей и рентгеновской пленкой либо специальными многоразовыми пластинами. После того как время экспозиции истекло, на пленках/пластинах остается изображение проверенной зоны. На нем четко различимы как места расположения дефектов, так и их типы. К одной из особенностей радиографического контроля относится то, что изображение изучается в виде негатива. Если его напечатать, то часть информации будет утеряна. Поэтому на негативе дефектные зоны имеют белый цвет, а основной металл – черный. Чувствительность радиографического контроля может варьироваться в зависимости от следующих факторов.

Таблица 1.

 

Кроме этого, РК предусматривает следующие этапы:

• при проверке монтажа или ремонта труб оборудование помещают внутри объекта. В этом случае визуальная информация о дефектах выходит на экран в режиме online;
• для повышения точности контроля все предметы перед проверкой должны быть тщательно очищены;
• оборудование экранируется, а зона контроля ограждается. При этом сами специалисты должны удаляться от зоны контроля на безопасное расстояние.

Требования к оборудованию

Источник излучения выбирается в соответствии с особенностями контролируемого объекта. Особое внимание уделяется:

• толщине металла;
• чувствительности, указанной в ТУ.

Для получения четкого изображения дефектной зоны фокусное пятно должно иметь малый диаметр, а излучающее оборудование размещаться на достаточном расстоянии. Размеры включений, непроваров и других дефектов указываются в нормативно-технической документации: ТУ, чертежах, правилах контроля и т. п. Если такие документы отсутствуют, для определения допустимого качества можно использовать данные ГОСТ 23055-78. На различных этапах РК используется дополнительная оснастка, например шаблоны, эталоны чувствительности и т. п.

Виды оборудования для РК

В качестве источников излучения используются:

Промышленные рентгеновские аппараты. К их преимуществам относится более высокая мощность и возможность регулировки. Рентгеновские дефектоскопы долговечны и позволяют получить более резкое и четкое изображение сварного шва. К недостаткам такого оборудования относится его высокая цена, большие размеры и необходимость защиты от излучения для обслуживающего персонала.

Гамма-дефектоскопы. Они имеют малый фокус излучения, небольшой вес и сравнительно недороги. По сравнению с рентгеновскими аппаратами гамма-дефектоскопы дают меньшую контрастность снимков и не допускают регулировки мощности. Кроме этого, с течением времени источник излучения постепенно уменьшает свою интенсивность и требует замены. Поэтому гамма-дефектоскопы применяют в радиографическом контроле чаще всего в тех случаях, когда:

• использовать стационарный рентгеновский аппарат невозможно;
• необходимо контролировать труднодоступные места;
• нужно проверить объекты с малой толщиной стенок.

Компьютерная радиография. В этом случае используются не рентгеновские снимки, а запоминающие пластины. В них использована способность некоторых люминофоров формировать скрытое излучение под воздействием Rö- или γ-излучения. После завершения экспозиции осуществляется считывание пластин лазером. При этом происходит эмиссия видимых световых лучей, которые улавливаются фотоприемником, преобразующим свет в электрический сигнал разной интенсивности.

Требования к результатам радиографического контроля

Полученный снимок считается годным для оценки сварного соединения, если в нем:

• отсутствуют пятна, полосы, загрязнения и другие дефекты, снижающие качество расшифровки;
• имеется четко различимое изображение сварного шва, эталона чувствительности, ограничительных/маркировочных знаков;
• чувствительность радиографического контроля полностью соответствует нормативным требованиям.

Кроме этого, оптическая плотность на контролируемой части изображения должна быть в пределах 1,5−3,5 и не уменьшаться более чем на 1,0 на любом другом участке. Минимальный размер обнаруженного дефекта зависит от его расположения и формы. Наиболее четкими получаются элементы, которые размещены параллельно проникающему излучению. Чем больше отклонение луча от направления дефекта, тем хуже тот виден на снимке. В некоторых случаях элемент может быть совсем незаметен. Например, трещины нельзя выявить с помощью радиографического контроля, если пучок излучения отклонен от ее оси более чем на 7°.

Дополнительные требования

Если радиографический контроль проводится на опасном производстве, лаборатория должна быть обязательно аттестована в соответствии с СДАНК-01-2020. Работы осуществляются как минимум двумя дефектоскопистами с соответствующими допусками. Руководитель лаборатории должен иметь второй или третий уровень квалификации по РК. Если работа связана с ионизирующим источником (например, в γ-дефектоскопе), она подлежит лицензированию. Для этого необходимо обеспечить безопасность эксплуатации использующегося оборудования.

 

Радиографический контраст		Разрешающая способность
Контраст режима просвечивания	Контраст плёнки	Геометрическая нерезкость	Зернистость пленки
Влияют: параметры изделия; жесткость излучения; рассеянное излучение	Влияют: тип плёнки; технология фотообработки; оптическая плотность; наличие и тип экранов; схема зарядки кассеты	Влияют: размер фокусного пятна; расстояние источник – плёнка; расстояние изделие – плёнка; перепад толщин изделия; качество контакта между экранами и плёнкой; чистота экранов; смещение объекта относительно плёнки	Влияют: тип плёнки; тип экранов; жесткость излучения; технология фотообработки